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电流源_以及电流阱——对顺从电压范围的理解

许多人在我们的论坛询问如何进行各类电流源的设计——恒定电流、压控电流、AC电流、大电流、小电流、有源电流源以及无源电流阱等 。一篇博文不可能说清所有这些内容 。但是 ， 我可以为您介绍一些基础背景知识 ， 并为您提供一些获取更多详情的链接地址 。重点是 ， 电流源不可能在没有必要电压的情况下迫使电流流入负载 。把某个电流源看作是一个电路 ， 它对其输出电压进行调节 ， 以使预期电流流入负载 。如果没有10V的电压 ， 则您无法使10mA的电流流入1kΩ负载 。或许更加重要的是 ， 在没有形成1000V输出的情况下 ， 您无法使10mA的电流流入100kΩ负载 。每过一段时间 ， 就会有人问我们如何使用一些简单的运算放大器电路 ， 在没有1000V运算放大器甚至1000V电源的情况下完成上述不可能完成的任务 。正如我的同事所言：“这是欧姆定律 ， 而非欧姆建议 。”这里的问题是 ， 理解电流源的顺从输出电压范围 。它是电路保持恒定电流的电压范围 。我用图1所示的电路作为示例（实际为一个电流阱）进行说明一下 ， 它是一款经过无数工程师设计和改进的电路 。
使用REF1112分路调节器（像齐纳二极管 ， 但为低压） ， 在运算放大器输入端形成参考电压 。通过R2反馈重复形成相同的电压 。由于漏电流实际与源电流完全一样 ， 因此这样便得到输出电流 。工程师们更喜欢“看图片” ， 因此我鼓励你们阅读并理解该图中的一些注释 。图2所示图形模拟显示了这种电路的恒流输出电压范围 。电压源Vs从0V上升至30V 。在这种情况下 ， 负载电压VOUT与Vs相同 ， 即为MOSFET漏极的电压 。需要注意的是 ， 由于Vs从0V增加至1.2V ， 输出电流Iout也稳定上升 。在这一范围 ， 其电压并不足以实现正常的运行 。一旦Vs刚好达到1.2V以上 ， 则电流以1.25mA预期值进行调节 ， 从而保持30V恒定电压 。1.3V到30V为该电流阱的恒流输出电压范围 。模拟过程在30V时停止 ， 即所选MOSFET的额定电压 。使用更高电压的MOSFET和更高的电源电压 ， 会极大增加该电流阱的恒流输出电压范围 。
　【电流源_以及电流阱——对顺从电压范围的理解】
电流源电路的类型数不胜数 。所有这些电流源电路都有其恒流输出电压范围限制 。仔细思考 ， 小心操作 ， 您就可以选择正确的电流源类型 ， 并对其进行优化 ， 得到您需要的恒流输出电压范围 。

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